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ADS1292R: ADS1292R的内部测试信号采样结果漂移严重

Part Number:ADS1292ROther Parts Discussed in Thread: ADS1292, ADS1191, ADS1192, ADS1292ECG-FE

使用通道二验证ADS1292R内部测试电平的采样结果时,通道一关闭,内部测试信号为1mv@1Hz的方波,PGA=6,发现刚开始的测试值大致是对的,低值为低值为14364(十进制,对应0.692mV),高值为60253(十进制,对应2.903mV),但是几分钟之后,ADC采样结果逐渐往上漂移,最终要到120W+(十进制)才会稳定下来。设备掉电重启后恢复正常,但是过几分钟又出现上述情况,请问这种情况可能是由什么原因导致的。该如何改进?下方图片为抓包数据:

Amy Luo:

您好,

使用内部基准电压 2.42V 增益为 6 那么 LSB = VREF / GAIN/(2^23 – 1) = 4.8×10^-2 uV  14364对应0.69mV;60253对应2.9mV ,您的计算结果是正确的;

关于数值往上飘,我已在您的另一个帖子中回复,如下链接,怀疑可能与上电顺序有关,建议您核实下上电顺序是否遵循datasheet 的要求

https://e2echina.ti.com/support/data-converters/f/data-converters-forum/210584/ads1292r-adc-ads1292r

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alex zh:

您好!

上电时序控制这部分,我是采用的是opcode的方式,上电后,PWDN引脚拉高,发指令让其复位,在服务之前是有加足够的延时的,如下图所示:

感谢您的建议,我再试一下用RESET引脚控制IC复位,看有没有改善

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alex zh:

您好,

在您的建议下,我排查了上电时序的影响,发现不用复位指令,改为用RESET引脚进行POR复位控制也存在上述现象,我在调整RLD_SENs寄存器后(关闭RLD,断开其与CH2的连接),发现内部测试信号的ADC结果漂移的现象消失,但是数值未稳定在最初的14364–60253的近似范围内,而是大概为760547(37.02mV) —800826(38.955mV),初步判断应该是叠加了芯片内部的offset电压,但是这个offset电压为何是这个数值,有何依据,以及是否可以改为其它值?CHxSET寄存器的MUX【3:0】的前2种模式有何区别?谢谢。(PS:为消除串扰,通道1和通道3均上拉到AVDD,且通道一已配置为power down模式, CH1SET寄存器的MUX1[3:0]设置为001)

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Amy Luo:

您可以附上您的电路图吗?因为使能RLD,将IN2P连接至RLD2P,但将MUX2[3:0]设置为test 信号输入,应该不会影响通道2的信号采集,我想看下您的这部分电路的连接情况;

MUX【3:0】=000意思是采集输入的信号;

MUX【3:0】=001 意思是采集PGA的失调电压;

将通道1和通道3均上拉到AVDD,应该不可以,这不满足其共模输入信号范围;

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alex zh:

您好!

如果是将MUX[3:0]设置为000,通道二的正负输入端短接的话,采样值只有8000多(对应4uV),但是设置为001,就会有80W左右(对应38mV),原因不明

通道一和通道3上拉到AVDD是根据手册来的,原理图和上拉依据如下图所示(芯片由BL9183-30提供3V电源,DVDD外接核心板3.3V电源):

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alex zh:

原理图中的ADS1292R,只用到了通道二,用来采集肌电,通道一和呼吸阻抗测量通道不用,硬件上上拉到AVDD,软件上将通道一配置为power down

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alex zh:

您好!

请问关于内部测试信号aDC采样结果漂移的bug,结合之前回复的原理图,您有初步的判断方向了么?需不需要使用邮箱或者是电话跟您那边的fae沟通一下?目前的方式沟通效率有点低

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Amy Luo:

alex zh 说:如果是将MUX[3:0]设置为000,通道二的正负输入端短接的话,采样值只有8000多(对应4uV),但是设置为001,就会有80W左右(对应38mV),原因不明

ADS是差分输入,MUX[3:0]设置为000,正负输入短接的话,那么输入就是0V;MUX[3:0]设置为001,那么测量的就是输入失调电压,这个失调电压的测量电路,我认为应该不是仅将输入端短接测量的;

8000多(对应4uV),80W左右(对应38mV),这里8000多和80W左右是指输出代码转换的十进制数是吗?此时设置的LSB是多少?两种情况下设置的是一样的吗?

关于 通道一和通道3上拉到AVDD,抱歉,我不知道您是不使用这两个通道的,如果使用的话,它们是有输入共模电压要求的,如下datasheet 截图所示:

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alex zh:

您好!

MUX[2:0]设置为000和001的时候,PGA增益倍数是一样的,都是6,失调电压的80W和正负输入短路的8000多都是十进制。LSB就是上面提到的4.8×10^-2 uV,非常奇怪的点在于,上电后的前五六分钟,MUX[2:0]设置为005的时候,1mv@1Hz的测试波形很好,设置为001的时候,也只有8000多,对应约0.4mV,但是工作几分钟后这个数值就慢慢上升了,设置为005和001,采样值一直升到80W(十进制数值,PGA=6) 左右,目前还没找到原因,除了连接PC的USB转串口线上面有VBUS,整个系统都是电池 供电的,。

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Amy Luo:

电路图中网络标号RLG连接至哪里了?我没有看到它所连接的电路

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alex zh:

您好!

您说的是RLD吧?这部分电路参照spec的典型应用,输出信号由RLDOUT接输出到一个电极片了,中间有一个100k的电阻限流

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Amy Luo:

您之前不是说:

alex zh 说:我在调整RLD_SENs寄存器后(关闭RLD,断开其与CH2的连接),发现内部测试信号的ADC结果漂移的现象消失

但现在为什么又说:

alex zh 说:非常奇怪的点在于,上电后的前五六分钟,MUX[2:0]设置为005的时候,1mv@1Hz的测试波形很好,设置为001的时候,也只有8000多,对应约0.4mV,但是工作几分钟后这个数值就慢慢上升了,设置为005和001,采样值一直升到80W(十进制数值,PGA=6) 左右,目前还没找到原因

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alex zh:

您好!

是这样的,这两种情况的最终结果是一样的,第一种情况说的测试信号ADC结果不漂移,是因为时间比较久了已经稳定在80W左右的采样值了,第二种情况是观察ADC采样结果持续时间比较久的一个完整的描述,配置好后,上电启动输出ADC数据正常,过了大概五六分钟,数据就慢慢上升到80w左右

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Amy Luo:

您的意思是说,调整与不调整RLD_SENs寄存器(关闭RLD,断开其与CH2的连接),其ADC采集结果是一样的现象,不管MUX[2:0]设置为005还是001 都漂移?没有区别?

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alex zh:

您好!

是的,就是您理解的这个情况,不管是否调整RLD_SENs寄存器,MUX[2:0]设置为005还是001 ,ADC采集结果都漂移,如果是设置为000,短接CH2的正负输入端的话,采样结果能够稳定的在7000-9000范围内波动

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Amy Luo:

 您的意思是如果MUX[2:0]设置为000,采集结果不会工作几分钟后漂移?采集结果一直在7000-9000范围内波动?

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alex zh:

您好!如我之前所述,MUX[2:0]设置为000,把通道CH2的正负输入端短接,采集结果才会一直在7000-9000范围内波动,如果不短接CH2正负输入端且正负输入端不加激励信号(AIN正负引脚悬空)的话,采集结果还是会漂移,

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Amy Luo:

AIN正负引脚悬空,采集结果漂移是正常现象;

设置为005和001,采集结果漂移到80W,让我再看看,找找原因,请耐心等一下

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alex zh:

您好!

我重新用另外2pcs板子做测试,发现设置为内部测试信号的时候,ADC采样结果不漂移了,所以我怀疑是我的这块结果漂移的板子硬件有问题,另外2pcs电路板不会漂移,但是有新的bug,测试信号输出不是方波,方波的低电平无法无法降到0,请问您觉得这个问题是由于参考地不干净导致的么?pcb是电池供电,且DGND和AGND已分割,0欧电阻连接的。

pcb板上实测Vrefp = 2.425V  Vrefn = gnd = 0V  Vcap1 = 1.2V    Vcap2=5V,根据您同事提供的FAQ链接里说的,Vcap应该是1.5V,这里我的2pcs板子Vcap2都是5V,我的IC part number 是ADS1292RIPBSR,FAQ链接和输出示意图如下所示:

[FAQ] ADS1298: ADS129x:如何验证 ADS129x 器件是否仍然正常工作? – 数据转换器论坛 – 数据转换器 – E2ETm 设计支持 (ti.com)

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Amy Luo:

上面FAQ文档说“不同 ADS129x 器件的内部 VCAPx 电源不同。”,因此不一定是这里的问题,我再确认下ADS1292RIPBSR的Vcap电压;

上面是2块板子输出的2种情况是吗?

之前漂移的板子有这种情况吗?和之前漂移的板子是相同的电路和PCB设计吗?

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Amy Luo:

另外,下面FAQ希望对您有帮助:

https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/772058/faq-common-questions-for-ti-s-ads129x-family-of-bio-potential-adcs?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=ADS129X#

其中有一个  [FAQ] Does TI provide source code (C/C++/CCS, LabView) for the ADS1191, ADS1192, ADS1292, or ADS1292R? 提供了ADS1292ECG-FE 代码,您可以参考。

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Amy Luo:

Vcap1 = 1.2V    Vcap2=5V是正常的

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alex zh:

您好!再次感谢您耐心的帮助。

之前漂移的板子Vcap2是2点几V,我判断是那块板子硬件电路有问题,这3块pcb是同样的电路和pcb设计。这个测试信号的问题耽误您太久了,我自己想办法再验证一下,

最后我还是想跟您确认一下,ADS1292R只用CH2,将不用的CH1和CH3上拉到AVDD(原理图上面已经有了),这种方式可以测肌电信号么?据您所知有人这么做么?我有点纠结这条路是不是能够走通,毕竟内部测试信号都有问题。Joy

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Amy Luo:

我不确定只用CH2是否可以,但是我看到下面帖子是使用ADS1292R测出了EMG电压信号,可以肯定的是CH3是没有使用的,另一个通道这个用户引出来了,不太确定是做什么用的,但是我建议您看看他的其他帖子,应该有讨论;

https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/900717/ads1292r-configure-ads1292r-for-emg-acquisition?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=ADS1292R%25252525252520Measurement%25252525252520of%25252525252520EMG%25252525252520signal#

关于内部测试信号有问题,建议按照下面2个FAQ去调试:

https://e2echina.ti.com/support/data-converters/f/data-converters-forum/207224/faq-ads1298-ads129x-ads129x

https://e2echina.ti.com/support/data-converters/f/data-converters-forum/192643/faq-ads129x

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alex zh:

再次感谢您耐心的帮助。

您提供的链接非常有参考意义,我将据此改进我的电路并进行调试,我现在基本确认是硬件电路哪个地方存在问题。我确认之后再跟您沟通具体情况

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Amy Luo:

好的,那我先将这个帖子关了,后续您可以继续跟帖或发新帖

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